Gestionar comunicaciones inalámbricas para situaciones de emergencia en entornos urbanos a través de sistemas ciberfísicos y tecnologías 5G
Autores: Bordel Sánchez, Borja; Alcarria, Ramón; Robles, Tomás
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Gestionar comunicaciones inalámbricas para situaciones de emergencia en entornos urbanos a través de sistemas ciberfísicos y tecnologías 5G
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Entornos urbanos
Redes de comunicación
Equipos de respuesta de emergencia
Infraestructuras de comunicación
Tecnologías 5G
Sistemas Ciberfísicos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
Actualmente, los entornos urbanos son el hábitat humano básico. Las infraestructuras grandes y complejas coordinan la vida urbana y la hacen posible en escenarios de alta densidad. En este contexto, una infraestructura básica a considerar son las redes de comunicación. Hoy en día, incluso los equipos de respuesta a emergencias (ERT) dependen de esos despliegues. Sin embargo, las emergencias pueden causar daños importantes en esas infraestructuras de comunicación y, por lo tanto, podría surgir una descoordinación crítica entre los ERT, afectando en gran medida la eficiencia y capacidad de respuesta de los ERT. Se han propuesto diferentes arquitecturas para abordar esta situación recientemente, pero ninguna de ellas es capaz de adaptarse dinámicamente a situaciones altamente variables como una crisis de emergencia. Por lo tanto, en este documento se propone un nuevo enfoque para las comunicaciones inalámbricas de emergencia ad hoc en entornos urbanos basado en tecnologías 5G y Sistemas Ciberfísicos (CPS). La arquitectura propuesta consta de tres capas, donde se definen y vinculan diferentes bucles de control de retroalimentación siguiendo el paradigma CPS. A nivel físico, el uso del espectro se monitorea a través de bucles de control de CPS, analizando si las señales de potencia presentan una buena calidad. A nivel de red, se emplean tecnologías de virtualización 5G para gestionar de manera dinámica la configuración de la red y la gestión de usuarios. Finalmente, a nivel de servicio, se analiza la situación global para decidir sobre qué servicios de un catálogo, y según su prioridad, se pueden desplegar, incluyendo la cantidad de recursos asignados. Para evaluar el rendimiento de la solución propuesta, también se describe una validación experimental basada en técnicas de simulación.
Descripción
Actualmente, los entornos urbanos son el hábitat humano básico. Las infraestructuras grandes y complejas coordinan la vida urbana y la hacen posible en escenarios de alta densidad. En este contexto, una infraestructura básica a considerar son las redes de comunicación. Hoy en día, incluso los equipos de respuesta a emergencias (ERT) dependen de esos despliegues. Sin embargo, las emergencias pueden causar daños importantes en esas infraestructuras de comunicación y, por lo tanto, podría surgir una descoordinación crítica entre los ERT, afectando en gran medida la eficiencia y capacidad de respuesta de los ERT. Se han propuesto diferentes arquitecturas para abordar esta situación recientemente, pero ninguna de ellas es capaz de adaptarse dinámicamente a situaciones altamente variables como una crisis de emergencia. Por lo tanto, en este documento se propone un nuevo enfoque para las comunicaciones inalámbricas de emergencia ad hoc en entornos urbanos basado en tecnologías 5G y Sistemas Ciberfísicos (CPS). La arquitectura propuesta consta de tres capas, donde se definen y vinculan diferentes bucles de control de retroalimentación siguiendo el paradigma CPS. A nivel físico, el uso del espectro se monitorea a través de bucles de control de CPS, analizando si las señales de potencia presentan una buena calidad. A nivel de red, se emplean tecnologías de virtualización 5G para gestionar de manera dinámica la configuración de la red y la gestión de usuarios. Finalmente, a nivel de servicio, se analiza la situación global para decidir sobre qué servicios de un catálogo, y según su prioridad, se pueden desplegar, incluyendo la cantidad de recursos asignados. Para evaluar el rendimiento de la solución propuesta, también se describe una validación experimental basada en técnicas de simulación.